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• Luis Anthony

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FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

“PREDIMENCIONAMIENTO DE COLUMNAS Y VIGAS”

ESTUDIANTES: Carbajal Cano Isaura Chihuala Flores Jean López Gonzales Arnold Maguiña Sal y Rosas Gissele

DOCENTE: Ing. Gonzalo Díaz García

CURSO: Diseño de Concreto Armado I

NUEVO CHIMBOTE- PERÚ 2016 _____________________________________________________________________________

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ÍNDICE INTRODUCCIÓN ………………………………..………………………………………………………………………………….3 OBJETIVO………………………………..…………………………………………………………………………………………....4 I.

MARCO TEÓRICO………………………………..…………………………………………………………………………..5 1. PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSAS ALIGERADAS……………………………………………..….….5 1.1. LOSAS ALIGERADAS EN UNA SOLA DIRECCION……………………..…………..……………….5 1.2. LOSAS ALIGERADAS EN DOS DIRECCIONES………………………………………..…………...….6 1.3. LOSAS MACISAS………………………………..…………………………………………………………..…..6 2. PREDIMENCIONAMIENTO DE COLUMNAS………………………………………..………………………6 a) Según ensayos experimentales en Japón………………..……………………………………..….7 b) Fórmula para determinar el predimencionamiento de columnas………………….…..8 c) Fórmulas para el Encontrar el PG. y WT, respectivamente………………….……….…….9 3. PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS……………………………………………………….………..……..9 3.1. PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS SIMPLEMENTE APOYADAS……..……………..…10 3.2. PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS CORRESPONDIENTE DE LOSAS REFORZADAS EN DOS DIRECCIONES………………………………………………………..……....11 3.3. PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS SECUNDARIAS……..…………………………………..11 4. METRADOS DE CARGAS DE UNA EDIFICACIÓN…….…………………………..………………..……12 4.1 CARGA MUERTA…………………………………………………………………………………………..…..12 4.2 CARGA VIVA………………………………………………………………………………………………...…..13 4.3 REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES……………….……………………………..…..14 II.

HOJA DE CÁLCULOS…………………………………………………………………………………………..…….16

III.

CONCLUSIONES…………………….…………………………………………………………………………..……23

IV.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS…………………………………………………………………..…….….…24 ANEXOS……………………………………………………….…………………………………………………..…….25

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INTRODUCCIÓN El presente trabajo es realizar el análisis estructural de un edificio y diseñar los principales elementos estructurales de una clínica típica; así de esta manera, organizar y complementar, bajo una forma de aplicación práctica, los conocimientos adquiridos en clase. El edificio de concreto armado es del tipo aporticado; presenta 4 pisos, está ubicado en la ciudad de Nuevo Chimbote.

Se partió de una distribución arquitectónica ya definida, que cumple con algunos requisitos importantes, tales como simetría, máximo aprovechamiento de la planta, ventilación, iluminación, etc.

Luego se procedió a estructurar y predimensionar los elementos estructurales, definiéndolos tanto en ubicación como en dimensión, de tal manera de lograr una estructura estética, segura, funcional y económica. Así se determinó el modelo estructural del proyecto. Después se realizó el metrado de cargas de los distintos elementos estructurales y no estructurales, de acuerdo a la Norma Técnica de Edificación E- 0.20 CARGAS.

Terminado el análisis estructural se efectuó el diseño en concreto armado de los elementos estructurales principales. El diseño se efectuó en base a las disposiciones indicadas en la norma de Concreto Armado E-060 del Reglamento Nacional de Edificaciones.

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OBJETIVO El objetivo principal es Analizar, Modelar y Diseñar, realizando los cálculos estructurales necesarios que garanticen el funcionamiento adecuado de los diversos tipos de Estructuras propuestas en el proyecto, cumpliendo las normas sísmicas y de diseño en concreto armado, realizándose el diseño de los elementos de acuerdo a las Normas del ACI (American Concrete Institute), pero con los factores de amplificación indicados en la Norma Técnica de Edificación en Concreto Armado E-060 Peruana; así mismo como objetivo secundario se tiene la optimización de las dimensiones y características de estas estructuras.

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I.

MARCO TEÓRICO

1. PREDIMENSIONAMIENTO DE LOSAS ALIGERADAS Las losas aligeradas son aquellas que forman vacíos en un patrón rectilíneo que aligera la carga muerta, debido al peso propio. Estas losas son más eficientes que las losas macizas ya que permiten tener espesores mayores sin aumentar el volumen de concreto con respecto a una losa maciza. Podríamos decir que, ante una carga normal de viviendas u oficinas, las losas macizas son eficientes para luces pequeñas, las aligeradas en una dirección son económicas en luces intermedias de 3 a 6m, y las aligeradas en dos direcciones resultan ser más económicas para luces grandes.

1.1. LOSAS ALIGERADAS EN UNA SOLA DIRECCION Resultan económicas hasta luces de aproximadamente 6 - 7 metros; para luces mayores se recomienda utilizar losas nervadas. 𝑯=

𝐿𝑛 25

Donde: H: Peralte de la losa Ln: Luz libre

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1.2. LOSAS ALIGERADAS EN DOS DIRECCIONES Se recomienda utilizar cuando las luces o lados de la losa oscilan entre 6 a 8 metros de longitud; resultando ser más económicas, el espesor mínimo se calcula como: 𝒆=

𝑘𝑥𝐿2 + 1.5 𝑐𝑚 λ

Donde: L2: Longitud más corta de la losa y λ: 35 para losa de piso λ: 40 para losa de techo k: Sale de la siguiente tabla

1.3. LOSAS MACISAS Se recomienda utilizar en edificaciones de albañilería (muros portantes) con ambientes pequeños donde cada lado sean menores o iguales a 4 metros; sin embargo pueden ser dimensionadas de forma aproximada, considerando espesores menores en 5 cm. a los indicados para losas aligeradas en una dirección, así podemos tener que: H: 12 o 13 cm…………... Para luces menores a 4 m. H: 15 cm…………………... Para luces entre 4 a 5 m.

2. PREDIMENCIONAMIENTO DE COLUMNAS La columna es un elemento sometido principalmente a compresión, por lo tanto el diseño está basado en la fuerza interna, conjuntamente debido a las condiciones propias de las columnas, también se diseñan para flexión de tal forma que la combinación así

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generada se denomina flexocompresión. Según el uso actual de la columna como elemento de un pórtico, no necesariamente es un elemento recto vertical, sino es el elemento donde la compresión es el principal factor que determina el comportamiento del elemento. Es por ello que el predimensionado de columnas consiste en determinar las dimensiones que sean capaces de resistir la compresión que se aplica sobre el elemento así como una flexión que aparece en el diseño debido a diversos factores.

Según la discusión de algunos resultados de investigación en Japón debido al sismo de TOKACHI 1968, donde colapsaron muchas columnas por:  Fuerza cortante.  Deficiencia en el anclaje del acero en las vigas.  Deficiencia en los empalmes del acero en las columnas.  Por aplastamiento.

De los resultados se tiene:

Si

ℎ𝑛 𝐷

≤ 2 →→→ Fallarán de manera frágil por fuerza cortante.

Si 2 < Si

ℎ𝑛 𝐷

ℎ𝑛 𝐷

< 4 →→→ Falla frágil o falla dúctil.

≥ 4 →→→ Falla dúctil. Se recomienda

𝒉𝒏 𝑫

a) Según ensayos experimentales en Japón:

Si 𝑛 > Si 𝑛